发信人: zdzd127(★忧郁暴风★)
整理人: zdzd127(2001-02-01 21:53:50), 站内信件
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《征文：千禧版硬件回顾征文――系列之６４位CPU篇！zuanlong911》
处理器领域存在着CISC和RISC两大阵营，CISC架构的处理器霸占了PC市场，Intel是霸主，AMD和VIA紧随其后；高端服务器的企业级运算市场，则是RISC架构处理器的天下，IBM、SUN、Compaq在这里风起云涌。这两种架构的处理器，各有优势，而如今的CISC处理器，往往吸取RISC的优点，采用CISC的外围，在内部加入RISC的特性。
由于目前使用的32位处理器已经不能满足技术进步的要求，无论是系统还是应用都需要推出64位处理器，这就要求CISC和RISC都必须进步，于是CISC就进化出IA-64和x86-64，RISC也有了Alpha等芯片，而如今这两种截然不同的处理器倒是有可能走到一起，共同进化到VLIW架构，例如日前相继公布的64位处理器Intel IA-64和AMD X86-64，都是VLIW架构的。
VLIW架构简介：
VLIW架构即超长指令集架构，采用了先进的EPIC设计，每时钟周期例如IA-64可运行20条指令，而CISC通常只能运行1到3条指令，RISC是4条指令，可见VLIW要比CISC和RISC强大得多。VLIW的最大优点是简化了处理器的结构，删除了处理器内部许多复杂的控制电路，这些电路通常是超标量芯片（CISC和RISC）协调并行工作时必须使用的，VLIW将所有的这类工作交给编译器去完成。VLIW的结构简单，也能够使其芯片制造成本降低，价格低廉，能耗少，而且性能也要比超标量芯片高得多。VLIW的优势，将会促使CISC和RISC转移到VLIW架构。
Intel：IA-64
VLIW架构的64位处理器IA-64，是Intel和Hp共同开发了6年的产物，而且得到IBM的支持。如今IA-64可以运行在Unix、Windows等三种不同的操作系统上，能够运行多种电子商务应用程序，在软硬件方面得到业界最广泛的支持。Intel计划用IA-64来争霸全球，全面占领PC和服务器两大处理器市场，32位的IA-32奔腾4在PC市场上也不过是个过渡产品，只能应付工作站及前端应用，最终将会被IA-64的Itanium（64位）所取代；服务器市场当然也是IA-64独霸天下。IA-64虽然性能比AMD 的x86-64要强大，但它也有缺点，因为是一个全新的架构，它对32位软件的兼容性方面就不如x86-64，为了兼容32位，IA-64嵌入了32位计算模块，数据进入时先要判断，以便进入64位或32位计算模块，CPU速度因此会受到影响。但由于Itanium采用了全新的EPIC（显性并行指令计算）技术，从根本上解决了Ｘ８６构架对ＣＰＵ的制约，因此在未来的纯６４位应用系统来看，其性能要远远高于ＡＭＤ的Ｋ８。
用于服务器的64位处理器McKinley、Gallatin，是Xeon（至强）系列CPU的升级产品，预计在明年推出，将采用小于0.18微米的制造工艺，支持的芯片组是870，该芯片组将支持RAMBUS与DDR SDRAM内存，预计在2001年底或2002年初问世；另一种更新的支持芯片组Plumas正在开发中，它们将采用Infiniband的新技术，该技术是一种可交换的光纤数据交换解决方案，预计在明年初发表，可能将形成最终的工业规范。
8月22日Intel在'2000年秋季Intel开发者论坛'上展示了64位处理器Itanium。这种IA-64处理器是Pentium III的64位升级产品，于今年第四季度面世，主要用于PC市场。其内核是全新的，比K8的内核要革命的彻底，是纯64位的，起名为EPIC。其功能包括平行执行指令，大型内存寻址、检纠错，2/4M的L3 Cache（三级内置缓存），高带宽，2.1GB/S的总线速度，目前最强大的浮点运算性能等。不过其初期产品的工作频率却仍然较低，只有733MHZ和800MHZ，采用0.18微米制造工艺，与使用同一技术制造的32位Pentium III的最高工作频率相比，工作频率只有后者的70%。不过由于其全新的结构使晶体管的数量达到了３．２亿，所以如果Inter不尽快启动０．１３微米生产线的话，新Itanium处理器的成本功耗及发热量都将是惊人的（热得可以煎鸡蛋喽）。在前不久的ＩＤＦ２０００论坛上传出了Itantum性能不佳的消息，看来真正成熟的６４位处理器应该是其后续产品――Mckinley。
AMD：新装备x86-64
AMD公布了其64位处理器x86-64的全部技术规格和'x86-64架构程序员概要'，x86-64也采用VLIW架构。不同于IA-64，x86-64是当前普遍采用的32位架构的扩展，而不是一种全新的结构。采用这种结构的最大优点是：x86-64可以向下兼容，能兼容目前所有的16位和32位软件，使用户在使用64位处理器的同时，还能继续运行原来的软件。不过由于K8推出太晚，一旦纯64位的软件流行起来，K8的日子可就不那么好过啦（尤其是前不久软件业巨人Microsoft宣布其６４位的Wｉｎｄｏｗｓ操作系统只支持Itanium而不支持K8）！在浮点运算方面x86-64比不上IA-64和RISC内核的ALPHA、SUN芯片，所以x86-64的定位应该是工作站和PC市场。
x86-64采用了全新的LDT（闪电数据传输总线），能提供高达6.4GB/S的数据传输率，而且兼容当今的外围设备和输入/输出装置，在原x86指令集的基础上，增加了长模式，即64位扩展，把寄存器也扩展到了64位。长模式包括64位模式和兼容模式。其中64位模式新增了8个通用寄存器，8个128位的浮点寄存器，加上指令指针，能够扩大寄存器的容量，轻松支持全新的64位代码；兼容模式支持如今的16位和32位应用程序，保证它们能运行在未来64位操作系统上。在E3Dnow!指令集中，x86-64还新增19条DSP指令，使64位的x86-64 K8将具备通讯功能。首先面世的将是ＨＡＭＭＥＲ系列ＣＰＵ中的ClawHammer，它将面向服务器和工作站市场，同时也可用于桌面电脑和移动市场。
RISC：
由于IA-64、x86-64的侵入，RISC在服务器市场上的日子将不会好过。为此，SUN推出了ultraSPARCIII，IBM有Power3，不过这是基于IA-64的，Compaq也推出了Alpha芯片，以此来招徕新用户。Alpha芯片是业界公认的唯一有可能与IA-64竞争的RISC进化产品，它上已经摆脱了RISC架构，可以重新编制有序的指令，把等待时间降到最低，还具有L1高速缓存，视频性能指令集，分支预测，高速总线性能等。
在不久的将来，从高端服务器市场到PC市场都会爆发一场犹如星际争霸般的64位处理器之争。（希望价格战尽快打响，这样对于像我这样既想享受到最新技术，又想少花银子的家伙来说可算是是益处多多呀――为什么卖ＰＣ的大伯不免费为我升级呀！）
鸭嘴兽
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2001年2月1日21:21
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